청각자극에 의해 유발된 뇌파에서의 사건관련전위(ERP)의 분석

Abstract

본 논문에서는 청각 자극에 관련된 유발 전위들 중 P300 성분에 주목하여 뇌파를 분석한다. 먼저, 피험자들에게 표준 및 목표 자극을 제시한 후, 목표 자극이 제시되었을 때 발생되는 뇌파를 수집·분석하여 P300을 검출하는 방법으로 실험을 진행한다. 사건관련전위(Event-Related Potential, ERP)를 유발시키기 위하여 지금까지 제안된 방법보다 하나의 자극을 더 사용하는 4-자극 Oddball 패러다임의 방법을 사용한다. 제안한 4-자극 Oddball 패러다임방법은 실제로 3-톤, 2-볼륨으로 청각 자극을 제시하여 P300을 검출하는 방법으로 자극에 따른 피험자의 인지활동 과정을 추정하는 것이다. 제안한 방법으로 실험한 후, 측정한 뇌파를 비교·분석한 결과 인식하고 있는 2개의 목표자극 모두에서 사건 관련 전위인 P300이 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 중앙에 위치한 전극들에서 더 큰 진폭의 P300이 관찰되며, Pz에서 공통적으로 가장 큰 진폭의 뇌파가 관찰 되었다. 이는 기존 연구에서 밝혀진 여러 자극에 의한 과제 수행의 인지 활동과 동일한 매커니즘을 가진 뇌활동임을 지지하는 결과이다. 두 개의 목표자극 중에서는 Target1보다 Target2의 잠재시간이 더 길게 관측되었다. 이것은 과제 난이도가 높아지면, 잠재 시간이 더 길어진다는 이론에 따라서 Target1보다 Target2를 구별하는 과제가 어렵다는 결론을 내릴 수 있다. 즉, 같은 진폭을 가진 자극 중 한 면(주파수)에 주의를 집중하는 데에서 다른 면(진폭)으로 주의를 변환하는 과정이 어렵다는 사실을 추정할 수 있는 결과이다.

P300 component of the event-related brain potential(ERP) has been studied for theoretical, empirical, and clinical applications. Nowdays 1-, 2-, and 3-tone oddball paradigms are used for eliciting the P300 component of EEG in the auditory stimulus experiments. In this paper, we used the new method to add one more stimulus to 3-stimulus auditory paradigm. The adding stimulus has not the same volume but the same tone of the target stimulus. This means that 3-tone and 2-volume oddball paradigm is used to elicit the P300 event-related potentials. In the 3-tone and 2-volume oddball paradigm, an infrequent non-target (p=0.10) also was presented in addition to two infrequent targets (p=0.10) and an frequent standard (p=0.70). The two target stimuli elicited a P300 component with a parietal maximum distribution. The amplitude of the P300 in target2 was larger than that in target1 and the latency of the P300 in target2 was longer than that in target1. The P300 component due to the target2 stimuli was larger than that due to the target1 stimuli. The results suggest that P300 was produced by the same neural and cognitive mechanisms across tasks. The experimental results approve that the new oddball paradigm can elicit the P300 component clearly.